高速铁路挡风墙高度和距离优化分析

为探讨挡风墙对列车横向气动性能的影响，基于可压缩粘性流体Navier-Stokes方程和k-ε两方程湍流模型，采用有限体积法，计算了列车在直线和不同半径曲线线路上运行时，不同挡风墙高度和距离的275种工况下列车侧向力和侧翻力矩，获得了最佳挡风墙高度和距离．研究结果表明：在列车速度为200～400 km/h，风速为20～40 m/s的条件下，列车在直线线路上运行的最佳挡风墙高度和距离分别约为1．90和3．90 m；当弯道半径为1000～7000 m时，曲线线路最佳挡风墙高度随弯道半径增大线性减小，最佳挡风墙距离与弯道半径关系不大，约4．50 m；风速和列车速度对挡风墙的最佳高度和最优距离影响很小；如果挡风墙高度过低或距离过近，头车和尾车所受侧向力和侧翻力矩方向不同．